JP5224783B2 - 配電線地絡保護システム - Google Patents

Description

本発明は、配電線地絡保護システムに関し、特に、母線から分岐された複数の配電線にそれぞれ設置された複数の遮断器を制御して複数の配電線を地絡事故から保護するのに好適な配電線地絡保護システムに関する。

従来、配電用変電所において６ｋＶ母線連絡遮断器を入れて、他の母線と並用する際には、母線から分岐されている複数の配電線（回線）を所定の順序に従って順次遮断していく配電線地絡順序遮断の機能をロックしていた。

この問題を解決する一手法として、下記の特許文献１に開示されている地絡方向継電器における手法を採用することが考えられる。この地絡方向継電器では、分岐回路における零相電圧および零相電流の実効値および位相を演算するとともに、その演算値を上書き記憶する過程で零相電圧の演算実効値および位相に基づく最新の電圧ベクトルと上書き記憶された零相電圧の実効値および位相に基づく電圧ベクトルとの電圧ベクトル差と、零相電流の演算実効値および位相に基づく最新の電流ベクトルと上書き記憶された零相電流の実効値および位相に基づく電流ベクトルとの電流ベクトル差とを演算し、電流ベクトル差の実効値が所定値を超えた場合に、電圧ベクトル差の位相に対する電流ベクトル差の位相に基づいて分岐回路が地絡しているか否かを判定することにより、地絡の発生していない状態で流れる漏れ電流の影響を受けることなく地絡した電路を確実に判定することができるようにしている。

なお、本出願人は、下記の特許文献２において、従来の順序遮断機能方式では予め遮断順序を決めているために事故回線以外の遮断が行われる可能性が大きくかつ事故除去時間も遅かったことを解決するために、高抵抗接地系統の母線に接続される回線の電流を検出し、事故が継続している時に事故の可能性の高い回線を優先的に選択して遮断することにより、事故継続時間を短縮するとともに、停電範囲を狭くして系統の復旧を容易にする保護継電装置を提案している。
特開２００４−２０１３５６号公報 特開２００４−２９７９６７号公報

しかしながら、上記の特許文献１に開示されている地絡方向継電器では、分岐回路の零相電圧および零相電流の実効値および位相の変化量に基づく電圧ベクトル差および電流ベクトル差を用いて分岐回路が地絡しているか否かを判定するので、残留電流が小さい回線では有効であるかもしれないが、残留電流が大きい回線では、自回線地絡時に健全回線からの零相電流の流入があっても零相電流があまり変化しないことがあるため、検出感度を大きくする必要が生じる。このため、残留電流が大きい回線において検出感度を大きくし過ぎると誤動作をする可能性があるという問題がある。

本発明の目的は、残留電流が大きくても誤動作をしないようにすることができる配電線地絡保護システムを提供することにある。

本発明の配電線地絡保護システムは、母線（１）から分岐された複数の配電線（２₁〜２₄）にそれぞれ設置された複数の遮断器（５₁〜５₄）を制御して該複数の配電線を地絡事故から保護するための配電線地絡保護システム（１０）であって、前記母線に設置された接地形計器用変圧器（７）から入力される零相電圧（Ｖ₀）の地絡事故前後の変化量（ΔＶ₀）と前記複数の配電線にそれぞれ設置された複数の零相変流器（６₁〜６₄）からそれぞれ入力される複数の零相電流（Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄）の地絡事故前後の変化量（ΔＩ₀₁〜ΔＩ₀₄）とに基づいて、地絡事故が母線地絡事故、１回線単純地絡事故および異地点異相地絡事故のいずれであるかを判定する事故種別判定処理を行う事故種別判定処理手段（１２）と、該事故種別判定処理手段における判定結果に応じて、前記複数の零相電流の地絡事故前後の変化量に基づいて前記複数の遮断器のうち遮断する遮断器およびその順番を決定する遮断対象遮断器決定処理を行う遮断対象遮断器決定処理手段（１２）とを具備し、前記事故種別判定処理手段が、零相電圧の地絡事故前後の変化量に対して零相電流の地絡事故前後の変化量の位相が９０°程度の遅れとなっている配電線は健全回線であるとみなして前記事故種別判定処理を行い、前記遮断対象遮断器決定処理手段が、健全回線である配電線以外の配電線を流れる零相電流の地絡事故前後の変化量の総和の位相が９０°程度の進みとなっている場合に、地絡事故前後の変化量が大きい零相電流が流れた配電線に設置された遮断器から順番に遮断していくように前記遮断対象遮断器決定処理を行うことを特徴とする。
ここで、前記事故種別判定処理手段および前記遮断対象遮断器決定処理手段が、前記零相電圧が零相電圧整定値以上であることを条件として前記事故種別判定処理および前記遮断対象遮断器決定処理を行ってもよい。
前記零相電圧の地絡事故前後の変化量に対して前記複数の零相電流の地絡事故前後の変化量の位相がすべて−９０°±αの範囲内にある場合に、前記事故種別判定処理手段が、前記母線における地絡事故であると判定し、前記遮断対象遮断器決定処理手段が、地絡事故前後の変化量が大きい零相電流が流れた配電線に設置された遮断器から順番に遮断していくように決定してもよい。
前記零相電圧の地絡事故前後の変化量に対して前記複数の零相電流の地絡事故前後の変化量のうちの１つの零相電流の地絡事故前後の変化量の位相が９０°±αの範囲内にある場合に、前記事故種別判定処理手段が、前記複数の配電線のうち該１つの零相電流が流れた配電線における地絡事故であると判定し、前記遮断対象遮断器決定処理手段が、前記複数の遮断器のうち該１つの零相電流が流れた配電線に設置された遮断器のみを遮断するように決定してもよい。
前記零相電圧の地絡事故前後の変化量に対して前記複数の零相電流の地絡事故前後の変化量のうちの２つ以上の零相電流の地絡事故前後の変化量の総和の位相が９０°±αの範囲内にある場合に、前記事故種別判定処理手段が、前記複数の配電線のうち該２つ以上の零相電流が流れた配電線における地絡事故であると判定し、前記遮断対象遮断器決定処理手段が、該２つ以上の零相電流のうち地絡事故前後の変化量が大きい零相電流が流れた配電線に設置された遮断器から順番に遮断していくように決定してもよい。
前記零相電圧が零相電圧整定値よりも小さい微地絡が前記複数の配電線において発生した場合には、前記事故種別判定処理手段が、前記複数の配電線のうち前記零相電圧の地絡事故前後の変化量に対して地絡事故前後の変化量の位相が−９０°±αの範囲内にない２つ以上の零相電流が流れた配電線における微地絡事故であると判定し、前記遮断対象遮断器決定処理手段が、該２つ以上の複数の零相電流のうち地絡事故前後の変化量が大きい零相電流が流れた配電線に設置された遮断器から順番に遮断していくように決定してもよい。
また、本発明の配電線地絡保護システムは、母線（１）から分岐された複数の配電線（２₁〜２₄）にそれぞれ設置された複数の遮断器（５₁〜５₄）を制御して該複数の配電線を地絡事故から保護するための配電線地絡保護システム（１０）であって、前記母線に設置された接地形計器用変圧器（７）から入力されるアナログの零相電圧（Ｖ₀）と前記複数の配電線にそれぞれ設置された複数の零相変流器（６₁〜６₄）からそれぞれ入力される複数のアナログの零相電流（Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄）を所定のサンプリング周期でサンプリングしアナログ／ディジタル変換したのちに所定の周波数成分のみを抽出することにより、該アナログの零相電圧および該複数のアナログの零相電流をディジタルの零相電圧および複数のディジタルの零相電流に変換する入力処理部（１１）と、該入力処理部から入力される前記ディジタルの零相電圧および前記複数のディジタルの零相電流を所定の時間間隔でメモリ（１３）に格納するとともに、該メモリから読み出した地絡事故時および地絡事故前の零相電圧および複数の零相電流から求めた零相電圧の地絡事故前後の変化量（ΔＶ₀）および複数の零相電流の地絡事故前後の変化量（ΔＩ₀₁〜ΔＩ₀₄）に基づいて地絡事故が母線地絡事故、１回線単純地絡事故および異地点異相地絡事故のいずれであるかを判定する事故種別判定処理、および、前記複数の零相電流の地絡事故前後の変化量に基づいて前記複数の配電線にそれぞれ設置された複数の遮断器（５₁〜５₄）のうち遮断する遮断器およびその順番を決定する遮断対象遮断器決定処理を行う演算部（１２）とを具備し、前記演算部が、零相電圧の地絡事故前後の変化量に対して零相電流の地絡事故前後の変化量の位相が９０°程度の遅れとなっている配電線は健全回線であるとみなして前記事故種別判定処理を行うとともに、健全回線である配電線以外の配電線を流れる零相電流の地絡事故前後の変化量の総和の位相が９０°程度の進みとなっている場合に、地絡事故前後の変化量が大きい零相電流が流れた配電線に設置された遮断器から順番に遮断していくように前記遮断対象遮断器決定処理を行うことを特徴とする。
ここで、前記演算部から入力されるかつ前記遮断する遮断器およびその順番を指示する遮断指示信号に従って、前記複数の遮断器のうち該遮断指示信号によって指示された遮断器をそれぞれ遮断するための１つ以上のトリップ信号（Ｔ₁〜Ｔ₄）を生成し、該生成した１つ以上のトリップ信号を該遮断指示信号によって指示された順番に出力するトリップ信号生成部（１４）と、該トリップ信号生成部から入力される前記１つ以上トリップ信号を入力の順番に前記遮断指示信号によって指示された遮断器にそれぞれ出力するトリップ信号出力部（１５）とをさらに具備してもよい。
零相電圧整定値を設定するための整定部（１６）をさらに具備し、前記演算部が、前記零相電圧が前記零相電圧整定値以上であることを条件として前記事故種別判定処理および前記遮断対象遮断器決定処理を行ってもよい。

本発明の配電線地絡保護システムは、以下に示す効果を奏する。
（１）零相電圧の地絡事故前後の変化量と複数の零相電流の地絡事故前後の変化量とに基づいて地絡事故が母線地絡事故、１回線単純地絡事故および異地点異相地絡事故のいずれであるかを判定する事故種別判定処理を行うとともに、事故種別判定処理における判定結果に応じて、複数の零相電流の地絡事故前後の変化量に基づいて複数の遮断器のうち遮断する遮断器およびその順番を決定する遮断対象遮断器決定処理を行うことにより、残留電流が大きくても誤動作をしないようにすることができる。
（２）零相電圧が零相電圧整定値以上であることを条件として事故種別判定処理および遮断対象遮断器決定処理を行うことにより、地絡方向継電装置と地絡過電圧継電装置とを一体化することができる。
（３）母線地絡事故の場合に複数の零相電流のうち地絡事故前後の変化量が大きい零相電流が流れた配電線に設置された遮断器から順番に遮断していくことにより、母線を他の母線と並用しても地絡順序遮断を確実に行うことができる。

上記の目的を、零相電圧の地絡事故前後の変化量と複数の零相電流の地絡事故前後の変化量とに基づいて地絡事故が母線地絡事故、１回線単純地絡事故および異地点異相地絡事故のいずれであるかを判定するとともに、事故種別判定処理における判定結果に応じて、複数の零相電流の地絡事故前後の変化量に基づいて複数の遮断器のうち遮断する遮断器およびその順番を決定することにより実現した。

以下、本発明の配電線地絡保護システムの実施例について、図面を参照して説明する。
本発明の一実施例による配電線地絡保護システム１０は、図１に示すように、母線１に設置された接地形計器用変圧器（ＧＰＴ）７から入力される零相電圧Ｖ₀と、母線１から分岐された第１乃至第４の配電線２₁〜２₄にそれぞれ設置された第１乃至第４の零相変流器（ＺＣＴ）６₁〜６₄からそれぞれ入力される第１乃至第４の零相電流Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄とに基づいて、第１乃至第４の配電線２₁〜２₄にそれぞれ設置された第１乃至第４の遮断器（ＣＢ）５₁〜５₄を制御するものである。

配電線地絡保護システム１０は、図２に示すように、入力処理部１１と、演算部１２と、メモリ１３と、トリップ信号生成部１４と、トリップ信号出力部１５と、整定部１６と、整定指令入出力部１７と、伝送制御部１８とを具備する。

入力処理部１１は、零相電圧Ｖ₀および第１乃至第４の零相電流Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄を所定のサンプリング周期でサンプリングしアナログ／ディジタル変換したのちに所定の周波数成分（たとえば、商用周波数６０Ｈｚ成分）のみを抽出することにより、アナログの零相電圧Ｖ₀およびアナログの第１乃至第４の零相電流Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄をディジタルの零相電圧Ｖ₀およびディジタルの第１乃至第４の零相電流Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄に変換する。

演算部１２は、入力処理部１１から入力されるディジタルの零相電圧Ｖ₀およびディジタルの第１乃至第４の零相電流Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄を所定の時間間隔でメモリ１３に格納する。このとき、演算部１２は、地絡事故前のディジタルの零相電圧Ｖ₀（残留零相電圧）およびディジタルの第１乃至第４の零相電流Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄（残留零相電流）も格納する。
また、演算部１２は、メモリ１３から読み出した地絡事故時および地絡事故前の零相電圧Ｖ₀および第１乃至第４の零相電流Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄から求めた零相電圧Ｖ₀の地絡事故前後の変化量（ベクトル差）ΔＶ₀（以下、「零相電圧変化量ΔＶ₀」と称する。）および第１乃至第４の零相電流Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄の地絡事故前後の変化量（ベクトル差）ΔＩ₀₁〜ΔＩ₀₄（以下、「第１乃至第４の零相電流変化量ΔＩ₀₁〜ΔＩ₀₄」と称する。）に基づいて地絡事故が母線地絡事故、１回線単純地絡事故および異地点異相地絡事故のいずれであるかを判定する事故種別判定処理と、第１乃至第４の零相電流変化量ΔＩ₀₁〜ΔＩ₀₄に基づいて第１乃至第４の遮断器５₁〜５₄のうち遮断する遮断器およびその順番を決定する遮断対象遮断器決定処理とを行う。

このとき、演算部１２は、零相電圧Ｖ₀が整定部１６から入力される零相電圧整定値以上であることを条件として（すなわち、地絡過電圧継電装置の動作を前提とすることにより、地絡過電圧継電装置の機能を持たせる。）、以下に示す考え方に基づいて事故種別判定処理を行う。
図３（ａ）に一例を示すように、地絡事故が生じた配電線（地絡回線）を流れる零相電流の地絡事故前後の変化量の総和（ベクトル和）ΔＩ_0i1＋ΔＩ_0i2の位相は零相電圧変化量ΔＶ₀に対して９０°程度進む。また、図３（ｂ）に一例を示すように、地絡事故が生じていない配電線（健全回線）を流れる零相電流の地絡事故前後の変化量ΔＩ₀₀₁〜ΔＩ₀₀₄の位相は零相電圧変化量ΔＶ₀に対して９０°程度遅れる。
そこで、零相電圧変化量ΔＶ₀に対して地絡事故前後の変化量の位相が９０°程度の遅れとなっている配電線は健全回線であるとみなす。
一方、健全回線である配電線以外の配電線を流れる零相電流の地絡事故前後の変化量の総和の位相が９０°程度の進みとなっている場合には、地絡事故前後の変化量が大きい（すなわち、地絡事故前後の変化量の振幅が大きい）零相電流が流れた配電線に設置された遮断器から順番に遮断していく。
なお、地絡事故前後の変化量（零相電流変化量）とするのは、残留零相電流の影響を除去するためである。

したがって、図１に示した電力系統においては、演算部１２は、零相電圧Ｖ₀が整定部１６から入力される零相電圧整定値以上であることを条件として、以下のようにして事故種別判定処理および遮断対象遮断器決定処理を行う。

（１）母線地絡事故
図４（ａ）に示すように、零相電圧変化量ΔＶ₀に対して第１乃至第４の零相電流変化量ΔＩ₀₁〜ΔＩ₀₄（全回線の零相電流）の位相がすべて−９０°±α（たとえば、α＝１０°）の範囲内にある場合には、演算部１２は、母線１における地絡事故（母線地絡事故）であると判定する。
また、演算部１２は、地絡事故時の第１乃至第４の零相電流Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄と地絡事故前の第１乃至第４の零相電流Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄（残留零相電流）とをメモリ１３から読み出して、前者と後者とのベクトル差を求めることにより第１乃至第４の零相電流変化量ΔＩ₀₁〜ΔＩ₀₄を求め、求めた零相電流変化量が大きい順番に第１乃至第４の遮断器５₁〜５₄を遮断するように指示する遮断指示信号を生成する。

（２）１回線単純地絡事故
零相電圧変化量ΔＶ₀に対して第１乃至第４の零相電流変化量ΔＩ₀₁〜ΔＩ₀₄のうちの１つの零相電流変化量の位相が−９０°±αの範囲内にない場合には、演算部１２は、第１乃至第４の配電線２₁〜２₄のうちこの零相電流が流れた配電線における地絡事故（１回線単純地絡事故）であると判定するとともに、第１乃至第４の遮断器５₁〜５₄のうちこの配電線に設置された遮断器のみを遮断するように指示する遮断指示信号を生成する。
たとえば、図４（ｂ）に示すように、零相電圧変化量ΔＶ₀に対して第１の零相電流変化量ΔＩ₀₁の位相が９０°±αの範囲内にある場合には、演算部１２は、第１の配電線２₁における地絡事故であると判定するとともに、第１の遮断器５₁のみを遮断するように指示する遮断指示信号を生成する。

（３）異地点異相地絡事故
零相電圧変化量ΔＶ₀に対して第１乃至第４の零相電流変化量ΔＩ₀₁〜ΔＩ₀₄のうちの２つ以上の零相電流変化量の総和の位相が９０°±αの範囲内にある場合には、演算部１２は、第１乃至第４の配電線２₁〜２₄のうちこれらの零相電流が流れた配電線における地絡事故（異地点異相地絡事故）であると判定する。
たとえば、図４（ｃ）に示すように、零相電圧変化量ΔＶ₀に対して第１および第２の零相電流変化量ΔＩ₀₁，ΔＩ₀₂の総和ΔＩ₀₁＋ΔＩ₀₂の位相が９０°±αの範囲内にある場合には、演算部１２は、第１および第２の配電線２₁，２₂における地絡事故であると判定する。
また、演算部１２は、零相電圧変化量ΔＶ₀に対して零相電流変化量の位相が−９０°±α内にない２つ以上の零相電流のうち零相電流変化量が大きい零相電流が流れた配電線に設置された遮断器から順番に遮断していくように指示する遮断指示信号を生成する。
たとえば、図４（ｃ）に示した例において、第２の零相電流変化量ΔＩ₀₂の方が第１の零相電流変化量ΔＩ₀₁よりも大きい場合には、第２の遮断器５₂および第１の遮断器５₁の順番に遮断していくように指示する遮断指示信号を生成する。

トリップ信号生成部１４は、演算部１２から入力される遮断指示信号に従って、第１乃至第４の遮断器５₁〜５₄のうちの遮断指示信号によって指示された１つ以上の遮断器をそれぞれ遮断するための１つ以上のトリップ信号（第１乃至第４のトリップ信号Ｔ₁〜Ｔ₄のうちの１つ以上）を生成し、生成した１つ以上のトリップ信号を遮断指示信号によって指示された順番に出力する。
トリップ信号出力部１５は、トリップ信号生成部１４から入力される１つ以上のトリップ信号を第１乃至第４の遮断器５₁〜５₄のうちの遮断指示信号によって指示された１つ以上の遮断器にそれぞれ出力する。

整定部１６は、中央監視装置などから伝送制御部１８および整定指令入出力部１７を介して送られてくる整定指令信号に応じて、零相電圧整定値および第１乃至第４の零相電流整定値を設定する。

整定指令入出力部１７は、中央監視装置などからの整定指令信号および試験指令信号などを伝送制御部１８から受け取ったり、整定部１６から入力される整定指令信号、整定記録データおよび試験記録データなどを中央監視装置などに伝送制御部１８を介して送信したりする。
伝送制御部１８は、中央監視装置などとの間で各種の信号を無線で送受信する。

次に、配電線地絡保護システム１０の動作について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
配電線地絡保護システム１０の入力処理部１１は、接地形計器用変圧器７から入力されるアナログの零相電圧Ｖ₀と第１乃至第４の零相変流器６₁〜６₄からそれぞれ入力されるアナログの第１乃至第４の零相電流Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄とを所定のサンプリング周期でサンプリングしアナログ／ディジタル変換したのちに所定の周波数成分のみを抽出することにより、ディジタルの零相電圧Ｖ₀およびディジタルの第１乃至第４の零相電流Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄を生成し、生成したディジタルの零相電圧Ｖ₀およびディジタルの第１乃至第４の零相電流Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄を演算部１２に出力する（ステップＳ１１）。

演算部１２は、入力処理部１１から入力される零相電圧Ｖ₀および第１乃至第４の零相電流Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄を所定の時間間隔でメモリ１３に格納する。
また、演算部１２は、零相電圧Ｖ₀および第１乃至第４の零相電流Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄に基づいて地絡事故が発生したか否かをチェックする（ステップＳ１２）。

その結果、地絡事故が発生していると判定すると、演算部１２は、零相電圧Ｖ₀が零相電圧整定値以上であるか否かをチェックして、零相電圧Ｖ₀が零相電圧整定値以上であると上述した事故種別判定処理を行う（ステップＳ１３）。

演算部１２は、地絡事故が母線地絡事故であると判定すると、上述した遮断対象遮断器決定処理を行って、第１乃至第４の零相電流変化量ΔＩ₀₁〜ΔＩ₀₄が大きい順番に第１乃至第４の遮断器５₁〜５₄を遮断するように指示する遮断指示信号を生成し、生成した遮断指示信号をトリップ信号生成部１４に出力する（ステップＳ１４）。
たとえば第１の零相電流変化量ΔＩ₀₁から第４の零相電流変化量ΔＩ₀₄の順番で大きい場合には、トリップ信号生成部１４は、遮断指示信号に従って、第１乃至第４の遮断器５₁〜５₄をそれぞれ遮断するための第１乃至第４のトリップ信号Ｔ₁〜Ｔ₄を生成したのち、生成した第１乃至第４のトリップ信号Ｔ₁〜Ｔ₄を第１トリップ信号Ｔ₁から第４のトリップ信号Ｔ₄の順番でトリップ信号出力部１５に出力する。
トリップ信号出力部１５は、第１乃至第４のトリップ信号Ｔ₁〜Ｔ₄をトリップ信号生成部１４から送られてくる順番で第１乃至第４の遮断器５₁〜５₄にそれぞれ出力する（ステップＳ１７）。

また、演算部１２は、地絡事故が第１乃至第４の配電線２₁〜２₄のいずれか１つで発生した１回線単純地絡事故であると判定すると、上述した遮断対象遮断器決定処理を行って、第１乃至第４の遮断器５₁〜５₄のうち地絡事故が発生した配電線に設置された遮断器のみを遮断するように指示する遮断指示信号を生成し、生成した遮断指示信号をトリップ信号生成部１４に出力する（ステップＳ１５）。
たとえば第３の配電線２₃で地絡事故が発生したと判定した場合には、トリップ信号生成部１４は、遮断指示信号に従って、第３の遮断器５₃を遮断するための第３のトリップ信号Ｔ₃のみを生成したのち、生成した第３のトリップ信号Ｔ₃をトリップ信号出力部１５に出力する。
トリップ信号出力部１５は、第３のトリップ信号Ｔ₃を第３の遮断器５₃に出力する（ステップＳ１７）。

さらに、演算部１２は、地絡事故が第１乃至第４の配電線２₁〜２₄の２つ以上で発生した異地点異相地絡事故であると判定すると、上述した遮断対象遮断器決定処理を行って、第１乃至第４の遮断器５₁〜５₄のうち地絡事故が発生した２つ以上の配電線に設置された遮断器を、零相電流変化量が大きい零相電流が流れた配電線に設置されたものから順番に遮断していくように指示する遮断指示信号を生成し、生成した遮断指示信号をトリップ信号生成部１４に出力する（ステップＳ１６）。
たとえば第２および第４の配電線２₂，２₄で発生した異地点異相地絡事故であると判定し、第４の零相電流変化量ΔＩ₀₄の方が第２の零相電流変化量ΔＩ₀₂よりも大きい場合には、トリップ信号生成部１４は、遮断指示信号に従って、第２および第４の遮断器５₂，５₄をそれぞれ遮断するための第２および第４のトリップ信号Ｔ₂，Ｔ₄を生成したのち、生成した第２および第４のトリップ信号Ｔ₂，Ｔ₄を第４のトリップ信号Ｔ₄および第２のトリップ信号Ｔ₂の順番でトリップ信号出力部１５に出力する。
トリップ信号出力部１５は、第４のトリップ信号Ｔ₄を第４の遮断器５₄に出力したのち、第２のトリップ信号Ｔ₂を第２の遮断器５₂に出力する（ステップＳ１７）。

なお、零相電圧Ｖ₀が零相電圧整定値よりも小さい微地絡が第１乃至第４の配電線２₁〜２₄において発生した場合には、演算部１２が異地点異相地絡事故時と同じ事故種別判定処理および遮断対象遮断器決定処理を行って、零相電流変化量が大きい零相電流が流れた配電線に設置された遮断器から順番に遮断していくようにしてもよい。

本発明の一実施例による配電線地絡保護システム１０が使用される電力系統について説明するための図である。 図１に示した配電線地絡保護システム１０の構成を示すブロック図である。 図２に示した演算部１２における事故種別判定処理の基になる考え方について説明するための図である。 図２に示した演算部１２における事故種別判定処理および遮断対象遮断器決定処理について説明するための図である。 図１に示した配電線地絡保護システム１０の動作について説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 母線
２₁〜２₄ 第１乃至第４の配電線
３ 変圧器
４ 変圧器二次遮断器
５₁〜５₄ 第１乃至第４の遮断器
６₁〜６₄ 第１乃至第４の零相変流器
７ 接地形計器用変圧器
１０ 配電線地絡保護システム
１１ 入力処理部
１２ 演算部
１３ メモリ
１４ トリップ信号生成部
１５ トリップ信号出力部
１６ 整定部
１７ 整定指令入出力部
１８ 伝送制御部
Ｖ₀ 零相電圧
ΔＶ₀ 零相電圧変化量
ΔＩ₀ 零相電流変化量
Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄ 第１乃至第４の零相電流
ΔＩ₀₁〜ΔＩ₀₄ 第１乃至第４の零相電流変化量
ΔＩ_0i1，ΔＩ_0i2，ΔＩ₀₀₁〜ΔＩ₀₀₄ 零相電流の地絡事故前後の変化量
Ｔ₁〜Ｔ₄ 第１乃至第４のトリップ信号
Ｓ１１〜Ｓ１７ ステップ

Claims (9)

1. 母線（１）から分岐された複数の配電線（２₁〜２₄）にそれぞれ設置された複数の遮断器（５₁〜５₄）を制御して該複数の配電線を地絡事故から保護するための配電線地絡保護システム（１０）であって、
   前記母線に設置された接地形計器用変圧器（７）から入力される零相電圧（Ｖ₀）の地絡事故前後の変化量（ΔＶ₀）と前記複数の配電線にそれぞれ設置された複数の零相変流器（６₁〜６₄）からそれぞれ入力される複数の零相電流（Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄）の地絡事故前後の変化量（ΔＩ₀₁〜ΔＩ₀₄）とに基づいて、地絡事故が母線地絡事故、１回線単純地絡事故および異地点異相地絡事故のいずれであるかを判定する事故種別判定処理を行う事故種別判定処理手段（１２）と、
   該事故種別判定処理手段における判定結果に応じて、前記複数の零相電流の地絡事故前後の変化量に基づいて前記複数の遮断器のうち遮断する遮断器およびその順番を決定する遮断対象遮断器決定処理を行う遮断対象遮断器決定処理手段（１２）とを具備し、
   前記事故種別判定処理手段が、零相電圧の地絡事故前後の変化量に対して零相電流の地絡事故前後の変化量の位相が９０°程度の遅れとなっている配電線は健全回線であるとみなして前記事故種別判定処理を行い、
   前記遮断対象遮断器決定処理手段が、健全回線である配電線以外の配電線を流れる零相電流の地絡事故前後の変化量の総和の位相が９０°程度の進みとなっている場合に、地絡事故前後の変化量が大きい零相電流が流れた配電線に設置された遮断器から順番に遮断していくように前記遮断対象遮断器決定処理を行う、
   ことを特徴とする、配電線地絡保護システム。
2. 前記事故種別判定処理手段および前記遮断対象遮断器決定処理手段が、前記零相電圧が零相電圧整定値以上であることを条件として前記事故種別判定処理および前記遮断対象遮断器決定処理を行うことを特徴とする、請求項１記載の配電線地絡保護システム。
3. 前記零相電圧の地絡事故前後の変化量に対して前記複数の零相電流の地絡事故前後の変化量の位相がすべて−９０°±αの範囲内にある場合に、前記事故種別判定処理手段が、前記母線における地絡事故であると判定し、前記遮断対象遮断器決定処理手段が、地絡事故前後の変化量が大きい零相電流が流れた配電線に設置された遮断器から順番に遮断していくように決定することを特徴とする、請求項１または２記載の配電線地絡保護システム。
4. 前記零相電圧の地絡事故前後の変化量に対して前記複数の零相電流の地絡事故前後の変化量のうちの１つの零相電流の地絡事故前後の変化量の位相が９０°±αの範囲内にある場合に、前記事故種別判定処理手段が、前記複数の配電線のうち該１つの零相電流が流れた配電線における地絡事故であると判定し、前記遮断対象遮断器決定処理手段が、前記複数の遮断器のうち該１つの零相電流が流れた配電線に設置された遮断器のみを遮断するように決定することを特徴とする、請求項１乃至３いずれかに記載の配電線地絡保護システム。
5. 前記零相電圧の地絡事故前後の変化量に対して前記複数の零相電流の地絡事故前後の変化量のうちの２つ以上の零相電流の地絡事故前後の変化量の総和の位相が９０°±αの範囲内にある場合に、前記事故種別判定処理手段が、前記複数の配電線のうち該２つ以上の零相電流が流れた配電線における地絡事故であると判定し、前記遮断対象遮断器決定処理手段が、該２つ以上の零相電流のうち地絡事故前後の変化量が大きい零相電流が流れた配電線に設置された遮断器から順番に遮断していくように決定することを特徴とする、請求項１乃至４いずれかに記載の配電線地絡保護システム。
6. 前記零相電圧が零相電圧整定値よりも小さい微地絡が前記複数の配電線において発生した場合には、前記事故種別判定処理手段が、前記複数の配電線のうち前記零相電圧の地絡事故前後の変化量に対して地絡事故前後の変化量の位相が−９０°±αの範囲内にない２つ以上の零相電流が流れた配電線における微地絡事故であると判定し、前記遮断対象遮断器決定処理手段が、該２つ以上の複数の零相電流のうち地絡事故前後の変化量が大きい零相電流が流れた配電線に設置された遮断器から順番に遮断していくように決定することを特徴とする、請求項１乃至５いずれかに記載の配電線地絡保護システム。
7. 母線（１）から分岐された複数の配電線（２₁〜２₄）にそれぞれ設置された複数の遮断器（５₁〜５₄）を制御して該複数の配電線を地絡事故から保護するための配電線地絡保護システム（１０）であって、
   前記母線に設置された接地形計器用変圧器（７）から入力されるアナログの零相電圧（Ｖ₀）と前記複数の配電線にそれぞれ設置された複数の零相変流器（６₁〜６₄）からそれぞれ入力される複数のアナログの零相電流（Ｉ₀₁〜Ｉ₀₄）を所定のサンプリング周期でサンプリングしアナログ／ディジタル変換したのちに所定の周波数成分のみを抽出することにより、該アナログの零相電圧および該複数のアナログの零相電流をディジタルの零相電圧および複数のディジタルの零相電流に変換する入力処理部（１１）と、
   該入力処理部から入力される前記ディジタルの零相電圧および前記複数のディジタルの零相電流を所定の時間間隔でメモリ（１３）に格納するとともに、該メモリから読み出した地絡事故時および地絡事故前の零相電圧および複数の零相電流から求めた零相電圧の地絡事故前後の変化量（ΔＶ₀）および複数の零相電流の地絡事故前後の変化量（ΔＩ₀₁〜ΔＩ₀₄）に基づいて地絡事故が母線地絡事故、１回線単純地絡事故および異地点異相地絡事故のいずれであるかを判定する事故種別判定処理、および、前記複数の零相電流の地絡事故前後の変化量に基づいて前記複数の配電線にそれぞれ設置された複数の遮断器（５₁〜５₄）のうち遮断する遮断器およびその順番を決定する遮断対象遮断器決定処理を行う演算部（１２）とを具備し、
   前記演算部が、零相電圧の地絡事故前後の変化量に対して零相電流の地絡事故前後の変化量の位相が９０°程度の遅れとなっている配電線は健全回線であるとみなして前記事故種別判定処理を行うとともに、健全回線である配電線以外の配電線を流れる零相電流の地絡事故前後の変化量の総和の位相が９０°程度の進みとなっている場合に、地絡事故前後の変化量が大きい零相電流が流れた配電線に設置された遮断器から順番に遮断していくように前記遮断対象遮断器決定処理を行う、
   ことを特徴とする、配電線地絡保護システム。
8. 前記演算部から入力されるかつ前記遮断する遮断器およびその順番を指示する遮断指示信号に従って、前記複数の遮断器のうち該遮断指示信号によって指示された遮断器をそれぞれ遮断するための１つ以上のトリップ信号（Ｔ₁〜Ｔ₄）を生成し、該生成した１つ以上のトリップ信号を該遮断指示信号によって指示された順番に出力するトリップ信号生成部（１４）と、
   該トリップ信号生成部から入力される前記１つ以上トリップ信号を入力の順番に前記遮断指示信号によって指示された遮断器にそれぞれ出力するトリップ信号出力部（１５）と、
   をさらに具備することを特徴とする、請求項７記載の配電線地絡保護システム。
9. 零相電圧整定値を設定するための整定部（１６）をさらに具備し、
   前記演算部が、前記零相電圧が前記零相電圧整定値以上であることを条件として前記事故種別判定処理および前記遮断対象遮断器決定処理を行うことを特徴とする、請求項８記載の配電線地絡保護システム。